DE4132908A1

DE4132908A1 - Mechanical excavator unit - has articulated arm which can be rotated about horizontal axis

Info

Publication number: DE4132908A1
Application number: DE4132908A
Authority: DE
Inventors: Josef Kaiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2011-10-05
Also published as: CH684199A5; ATA203590A; ITTO910712A0; DE4132908C2; IT1251208B; AT395881B; ITTO910712A1

Abstract

A mechanical excavator has a chassis (1) which supports a turntable on which the driver's cab is mounted. The driver's cab supports a bearing (17) with an outer part (14) which can be rotated about the horizontal axis (20) relative to the inner part. The outer part (14) of the bearing (17) supports the inner part (8) of an articulated arm which has an outer part (9) to which the bucket (12) is attached. the bucket (12) can be swung about its support by a hydraulic actuator (13). The outer part (9) of the arm is actuated by the actuator (11) and the arm as a whole is actuated by the actuator (16). USE/ADVANTAGE - Mechanical excavator with means to rotate excavator arm about a horizontal axis.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bagger nach den Merkmalen des Oberbe griffes des Patentanspruches 1.The invention relates to an excavator according to the features of the Oberbe handle of claim 1.

Ein Bagger dieser Art ist bekannt (Hokuetsu Industries - Nr. 3 HM 85-03). Der Unterwagen dieses Baggers ist mit Raupen bestückt. Der vom Oberwagen getragene Ausleger ist dreiarmig, wobei die Arme gegeneinander mit hydrau lischen Kolben-Zylinder-Einheiten in einer vertikalen Ebene verschwenkbar sind. Der Lagerbock, der die oberwagenseitige Schwenkachse des Auslegers trägt, ist am Oberwagen zusätzlich um eine vertikal stehende Achse schwenk bar, so daß der Ausleger gegenüber der Mittelachse des Oberwagens nach beiden Seiten um zirka fünfzig Winkelgrade verschwenkt werden kann. Diese Verschwenkbarkeit mag für verschiedene Grabarbeiten vielleicht zweckmäßig sein, die Einsatzrichtung des Grabgerätes gegenüber dem Boden ist jedoch durch diese Verschwenkbarkeit des erwähnten Lagerbockes nicht veränderbar.An excavator of this type is known (Hokuetsu Industries - No. 3 HM 85-03). The undercarriage of this excavator is equipped with caterpillars. The one from the uppercarriage supported boom is three-armed, the arms against each other with hydrau The piston-cylinder units are pivotable in a vertical plane are. The bearing block, which is the upper axis-side pivot axis of the boom on the superstructure is additionally pivotable about a vertical axis bar, so that the boom opposite to the central axis of the superstructure can be pivoted about 50 degrees on both sides. These Swiveling may be useful for various digging work be, the direction of use of the digging device against the ground is cannot be changed by this pivotability of the mentioned pedestal.

Bekannt ist auch ein Bagger mit einem von Rädern getragenen Unterwagen (AT-PS 3 12 519), wobei der am Oberwagen schwenkbar angelenkte, ebenfalls dreiarmige Ausleger so gestaltet ist, daß der mittlere Arm dieses drei armigen Auslegers gegenüber dem oberwagenseitigen Arm um eine zu dessen vertikaler Schwenkebene parallel liegende Achse verschwenkt werden kann. Diese Konstruktion verbessert ohne Zweifel die Einsatzfähigkeit des Grab gerätes, jedoch ist diese Konstruktion außerordentlich aufwendig, wobei darüber hinaus durch diese massiven und gewichtigen Bauteile im mittleren Bereich des Auslegers der Schwerpunkt des Baggers in ungünstiger Weise ver lagert wird. Durch diese aufwendige Konstruktion ist es aber beispielsweise möglich, einen quer zu einem Hang verlaufenden Graben mit vertikalen Seiten wänden auszuheben, obgleich der fahrbare Unterwagen schräg steht, also die die Räder des Unterwagens verbindenden Achsen mit einer gedachten Horizontal ebene einen Winkel einschließen, der dem Neigungswinkel des Hanges ent spricht. Trotzdem aber kann bei dieser vorbekannten Konstruktion der drei armige Ausleger in einer vertikalen Ebene verschwenkt werden, so daß also schräg zu Hängen verlaufende Gräben mit vertikal stehenden Seitenwänden ausgehoben werden können. An excavator with an undercarriage carried by wheels is also known (AT-PS 3 12 519), whereby the articulated on the superstructure, likewise three-arm boom is designed so that the middle arm of this three arm opposite the upper arm on one side vertical pivot plane parallel axis can be pivoted. This construction undoubtedly improves the usability of the grave device, however, this construction is extremely complex, whereby moreover through these massive and weighty components in the middle Area of the boom the center of gravity of the excavator in an unfavorable way ver is stored. Due to this complex construction, however, it is, for example possible a trench running perpendicular to a slope with vertical sides walls, although the mobile undercarriage is at an angle, i.e. the the wheels of the undercarriage connecting axes with an imaginary horizontal Include an angle that corresponds to the angle of inclination of the slope speaks. Nevertheless, with this previously known construction, the three arm arms are pivoted in a vertical plane, so that trenches running at an angle to the slopes with vertical side walls can be excavated.

Dieses im Zusammenhang mit der vorstehenden Konstruktion erwähnte Problem ist auch schon früher erkannt worden und bei einer älteren Baggerkonstruk tion (US-PS 31 84 867 - 1965), die einen Unterwagen mit Raupen aufweist und dessen einen zweiarmigen Ausleger tragenden Oberwagen von einem Dreh kranz gestützt ist, ist dieser Drehkranz gegenüber dem Unterwagen ver schwenkbar gelagert, so daß der Drehkranz gegenüber einer gedachten hori zontalen Mittelebene des Unterwagens unterschiedliche Winkelstellungen einnehmen kann. Der Drehkranz ist dabei aber nur um eine Längsmittelachse des Unterwagens kippbar.This problem mentioned in connection with the above construction has also been recognized earlier and in an older excavator construction tion (US-PS 31 84 867-1965), which has an undercarriage with caterpillars and its superstructure carrying a two-arm boom from one turn wreath supported, this slewing ring is ver against the undercarriage pivoted so that the slewing ring opposite an imaginary hori Central mid-plane of the undercarriage has different angular positions can take. The slewing ring is only around a longitudinal central axis of the undercarriage can be tilted.

Schlußendlich ist noch jener Bagger mit einem zweiarmigen Ausleger zu ver wenden, bei welchem der die Grabschaufel tragende Arm in Längsrichtung unterteilt ist, wobei diese beiden Armteile durch einen Drehkranz mitei nander verbunden sind, dessen Drehachse in oder zumindest parallel zur Längsachse der beiden Armteile liegt. Mit dieser Einrichtung kann die Grab schaufel um die Längsachse des sie tragenden Armes verschwenkt werden, jedoch sind die damit erzielbaren Verbesserungen hinsichtlich der Einsatz möglichkeiten dieses Baggers im Vergleich mit dem damit verbundenen kon struktiven Aufwand sehr bescheiden.Finally, there is that excavator with a two-arm boom to ver turn, in which the arm carrying the digging shovel in the longitudinal direction is divided, these two arm parts mitei by a turntable nander are connected, whose axis of rotation in or at least parallel to Longitudinal axis of the two arm parts lies. With this facility, the grave bucket is pivoted about the longitudinal axis of the arm carrying it, however, the improvements that can be achieved with this are in terms of use possibilities of this excavator in comparison with the associated con structural effort very modest.

Des weiteren aber ist hier die Baggerkonstruktion nach der EU-OS 318 271 zu erwähnen, die am Oberwagen einen absatzartig abgestuften Lagerzapfen mit horizontaler Achse vorsieht, der von einer Lagerbockplatte randseitig übergriffen wird. Zur Verschwenkung dient eine Kolben-Zylinder-Einheit, die an der Lagerbockplatte angreift und die andererseits an der Chassis platte abgestützt ist. Daß eine solche Kolben-ZylinderEinheit nur einen beschränkten Schwenkwinkel zuläßt und darüberhinaus die hier gezeigte Lagerung wohl problematisch erscheint, braucht im Detail wohl nicht näher erläutert werden.Furthermore, here is the excavator construction according to EU-OS 318 271 to mention that the shoulder on the superstructure stepped bearing journal with a horizontal axis, the edge of a bearing block plate is attacked. A piston-cylinder unit is used for pivoting, which attacks on the bearing block plate and on the other hand on the chassis plate is supported. That such a piston-cylinder unit is only one allows limited swivel angle and also the one shown here Storage seems to be problematic, need no further details are explained.

Auch die US-PS 28 47 134 zeigt dazu eine vergleichbare Konstruktion. Auch hier ist am Chassis des Fahrzeuges ein als Zapfen ausgebildetes Drehlager mit horizontaler Achse befestigt, das in dieser Veröffentlichung im Detail gezeigt ist. Eine seitlich angreifende Kolben-Zylinder-Einheit dreht den Ausleger um den horizontalen Bolzen des Drehlagers in einem beschränkten Schwenkwinkel. Die zweite Kolben-Zylinder-Einheit, die hier vorgesehen ist, verschwenkt den Ausleger um die Achse der Lagerhülse.The US-PS 28 47 134 shows a comparable construction. Also here is a pivot bearing designed as a pin on the chassis of the vehicle fixed with a horizontal axis, which in this publication in detail is shown. A piston-cylinder unit acting on the side turns the Boom around the horizontal bolt of the pivot bearing in a limited Swivel angle. The second piston-cylinder unit that is provided here pivots the boom around the axis of the bearing sleeve.

Beim Gegenstand der US-PS 34 63 336 ist der Ausleger unterteilt durch ein Drehlager, das über eine Achse und eine daran angreifende Kolben-Zylinder- Einheit verschwenkt werden kann.In the subject of US-PS 34 63 336 the boom is divided by a Pivot bearing, which is supported by an axis and a piston-cylinder Unit can be pivoted.

Die FR-PS 11 67 295 zeigt einen zweiarmigen Ausleger, der um die horizonta le Achse verschwenkbar ist, wobei diese horizontale Achse in der Längsachse des Fahrzeugchassis liegt. Dieser Auslegearm ist über Kolben-Zylinder-Ein heiten seitlich abgestützt. Mit ihnen wird die Verschwenkung des Auslege armes um die erwähnte horizontale Achse erzielt. Die Verschwenkwinkel sind in dieser Veröffentlichung mit strichpunktierten Linien angedeutet, sie stellen gleichzeitig den Grenzwinkel für diese Verschwenkbarkeit dar.The FR-PS 11 67 295 shows a two-armed boom, which around the horizonta le axis is pivotable, this horizontal axis in the longitudinal axis of the vehicle chassis. This extension arm is via piston-cylinder-on units supported laterally. With them the pivoting of the laying poor achieved about the horizontal axis mentioned. The swivel angles are indicated by dash-dotted lines in this publication, she also represent the critical angle for this pivotability.

Beim Bagger nach der FR-PS 13 79 708 ist auf dem Drehkranz mit der vertika len Drehachse ein Lagerbock gelagert, der unterteilt ist, wobei der Teil um die schrägstehende Achse verschwenkbar ist. Zur Verschwenkung dieses Teiles wird hier ein Seilzug verwendet.The excavator according to FR-PS 13 79 708 has the vertika on the slewing ring len axis of rotation mounted a bearing block, which is divided, the part is pivotable about the inclined axis. To pivot this Part of a cable pull is used here.

Alle diese vorbekannten Konstruktionen sind für den praktischen Einsatz un geeignet, was wohl dadurch hinreichend bescheinigt wird, daß bislang solche Konstruktionen auf dem Markt nicht angeboten wurden.All of these previously known constructions are for practical use suitable, which is probably sufficiently attested by the fact that so far Constructions were not offered on the market.

Von diesem hier aufgezeigten Stand der Technik geht nun die Erfindung aus und die ihr zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die bekannten Kon struktionen dahingehend zu verbessern, daß sie für den praktischen Einsatz tauglich sind, was vorschlagsgemäß durch diejenigen Maßnahmen gelingt, die Gegenstand und Inhalt des Patentanspruches 1 sind.The invention is based on this prior art shown here and the underlying task is the known Kon to improve structures so that they are for practical use What is suitable is what is proposed by those measures that succeed The subject matter and content of claim 1 are.

Das kennzeichnende Merkmal des neuen Anspruches 1 ist auf die Anordnung des Drehkranzes in Verbindung mit einer Hydraulik-Drehdurchführung abgestellt. Solche Konstruktionseinheiten gehören zum Stand der Technik, ihr vorschlags gemäßer Einsatz ist in Verbindung mit dem Ausleger des Baggers offenbar in Hinblick auf den bislang berücksichtigten Stand der Technik neu. Es liegt aber auch gegenüber diesem Stand der Technik eine ausreichende Erfindungshö he vor, denn wie oben aufgezeigt, wurde bislang - über mehr als eine Genera tion - zur Lösung des anstehenden Problemes nicht auf diese seit ebenso lan ger Zeit bekannten Bauelemente zurückgegriffen, obgleich solche selbst im Baggerbau bekannt sind.The characteristic feature of the new claim 1 is on the arrangement of the Turntable parked in connection with a hydraulic rotating union. Such constructional units belong to the state of the art, her suggestion appropriate use is apparently in connection with the boom of the excavator With regard to the state of the art taken into account so far. It is but also sufficient inventiveness compared to this prior art hey before, because as shown above, more than one genera has been used so far tion - to solve the pending problem not on this for as long known components used, although such even in Excavator construction are known.

Ein solcher Drehkranz, der eine äußere oder innere Verzahnung haben kann, wird in moderner Bauart durch in der Regel doppelte Kugelreihen abgestützt, wobei im Falle der Innenverzahnung des Drehkranzes die Konstruktionseinheit als Ganzes gekapselt ausgeführt werden kann. Infolge der Kugellagerung wird kein Königszapfen zur Zentrierung benötigt, denn die Kippmomente werden unmittelbar von den Kugelreihen aufgenommen. Im Zentrum eines solchen Dreh kranzes wird dann die Hydraulikdurchführung angeordnet.Such a slewing ring, which can have external or internal teeth, is supported in modern design by usually double rows of balls, where in the case of the internal toothing of the slewing ring the construction unit can be encapsulated as a whole. As a result of the ball bearing no kingpin needed for centering, because the tilting moments are taken directly from the rows of balls. At the center of such a shoot the hydraulic bushing is then arranged.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles. Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Bagger in verschiedenen Ansichten bzw. bei unterschiedlichen Stellungen des Auslegers; Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Kugeldrehkranz bekannter Bauart.The drawing illustrates the invention based on a game Ausführungsbei. Figs. 1 to 3 show an excavator in different views and in different positions of the boom; Fig. 4 shows a vertical section through a ball slewing ring of a known type.

Der Bagger nach den Fig. 1 bis 3 weist einen Unterwagen 1 auf, der mit Raupenketten 2 ausgestattet ist. Ein auf diesem Unterwagen 1 montierter Drehkranz 3 herkömmlicher Bauart trägt den Oberwagen 4 mit dem Führerstand 5 und den verschiedenen Arbeitsmotoren, die in einem kastenartigen Gehäuse 6 untergebracht sind. Der Ausleger 7 weist zwei Arme 8 und 9 auf, die mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 11 gegeneinander um die Achse 10 verschwenkbar sind. Der teleskopartig verlängerbare Arm 9 trägt das Arbeitsgerät, hier eine Baggerschaufel 12, die ebenfalls mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 13 verschwenkbar gelagert ist. Anstelle einer solchen Baggerschaufel 12 können auch andere Arbeitsgeräte angeordnet werden.The excavator according to FIGS. 1 to 3 has an undercarriage 1 which is equipped with caterpillar tracks 2 . A turntable 3 of conventional design mounted on this undercarriage 1 carries the superstructure 4 with the driver's cab 5 and the various working motors, which are accommodated in a box-like housing 6 . The boom 7 has two arms 8 and 9 , which can be pivoted relative to one another about the axis 10 by means of a piston-cylinder unit 11 . The telescopically extendable arm 9 carries the implement, here an excavator shovel 12 , which is also pivotably mounted with a piston-cylinder unit 13 . Instead of such an excavator bucket 12 , other implements can also be arranged.

Das oberwagenseitige Ende des Armes 8 des Auslegers 7 ist von einem Lager bock 14 mit einer Schwenkachse 15 getragen, wobei die zur Verschwenkung dieses Armes 8 dienende Kolben-Zylinder-Einheit 16 ebenfalls an diesem Lager bock 14 abgestützt ist. The upper end of the arm 8 of the boom 7 is supported by a bearing block 14 with a pivot axis 15 , the piston-cylinder unit 16 serving to pivot this arm 8 also being supported on this bearing block 14 .

Wesentlich ist nun, daß dieser Lagerbock 14 auf einem weiteren Drehkranz 17 montiert ist, der vom Oberwagen 4 getragen ist, so daß dieser Lagerbock 14 und mit ihm der Ausleger 7 um die Horizontalachse 20 dieses Drehkranzes 17 verschwenkbar ist. Diese Horizontalachse 20 ist in Fig. 2 angedeutet.It is essential that this bracket 14 is mounted on a further slewing ring 17 which is carried by the superstructure 4 , so that this bracket 14 and with it the boom 7 can be pivoted about the horizontal axis 20 of this slewing ring 17 . This horizontal axis 20 is indicated in FIG. 2.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann dieser Drehkranz 17 noch als Ganzes mittels einer weiteren Kolben-Zylinder-Einheit 18 um eine horizontale Achse 19 am Oberwagen 4 schwenkbar gelagert sein. Der Dreh kranz 17 weist einen an sich bekannten Aufbau auf. Dieser Drehkranz 17 mit der horizontalen Drehachse 20 besitzt eine mittig liegende Hydraulik-Dreh durchführung bekannter Bauweise, an welcher die Schlauchleitungen für die Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten 11, 13 und 16 angeschlossen sind. Fig. 4 veranschaulicht den prinzipiellen Aufbau eines solchen Dreh kranzes, wie er zwischen Unterwagen 1 und Oberwagen 4 bzw. zwischen Ober wagen 4 und Ausleger 7 eingesetzt ist. Zwei konzentrisch zueinander ange ordnete und sich gegenseitig in axialer Richtung überdeckende Ringe 21 und 22 mit je einem Flansch 23, 24 sind über die paarweise angeordneten Kugel reihen 25 gegeneinander verdrehbar und in axialer Richtung gegeneinander abgestützt. Die Innenseite des Innenringes 21 trägt eine Verzahnung 26. Ein motorisch antreibbares Ritzel 27 kämmt mit der Innenverzahnung 26 und verdreht den Ring 21 relativ zum Ring 22. Solche Drehkränze gehören zum Stand der Technik, auf ihren prinzipiellen Aufbau wird hier nur der Voll ständigkeit halber verwiesen.In a special embodiment of the invention, this slewing ring 17 can still be mounted as a whole by means of a further piston-cylinder unit 18 about a horizontal axis 19 on the superstructure 4 . The rotating ring 17 has a structure known per se. This turntable 17 with the horizontal axis of rotation 20 has a centrally located hydraulic rotary feedthrough of known construction, to which the hose lines for the loading of the piston-cylinder units 11 , 13 and 16 are connected. Fig. 4 illustrates the basic structure of such a rotating wreath, as it is used between undercarriage 1 and superstructure 4 or between upper carriage 4 and boom 7 . Two concentrically arranged and mutually overlapping in the axial direction rings 21 and 22 , each with a flange 23 , 24 are rows of 25 arranged in pairs against each other rotatable and supported in the axial direction against each other. The inside of the inner ring 21 has teeth 26 . A motor-driven pinion 27 meshes with the internal toothing 26 and rotates the ring 21 relative to the ring 22 . Such slewing rings are part of the prior art, their basic structure is only referred to here for the sake of completeness.

Fig. 1 zeigt den Bagger von der einen, Fig. 2 von der anderen Seite, je weils mit der gleichen Stellung des Auslegers 7; Fig. 1 shows the excavator from one side, Figure 2 from the other side, each with the same position of the boom 7 ;

Fig. 3 entspricht der Ansicht nach Fig. 2, jedoch ist hier der Ausleger 7 mittels des Drehkranzes 17 um 180° verschwenkt. Fig. 3 corresponds to the view of FIG. 2, but here the boom 7 is pivoted by means of the slewing ring 17 by 180 °.

Ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Unterwagen mit einem Raupenlauf werk veranschaulicht, so liegt es im Rahmen der Erfindung, diesen Unter wagen mit Rädern auszustatten, oder aber mit schwenkbaren Armen, die zum Teil mit Rädern, zum Teil mit Haltekrallen bestückt sind.In the embodiment shown, the undercarriage is with a caterpillar track work illustrated, it is within the scope of the invention, this sub dare to equip with wheels, or with swiveling arms that are used for Some with wheels, some with claws.

Legende zu den HinweisziffernLegend for the reference numbers

1 Unterwagen
2 Raupenketten
3 Drehkreuz
4 Oberwagen
5 Führerstand
6 Gehäuse
7 Ausleger
8 Arm
9 Arm
10 Achse
11 Kolben-Zylinder-Einheit
12 Baggerschaufel
13 Kolben-Zylinder-Einheit
14 Lagerbock
15 Schwenkachse
16 Kolben-Zylinder-Einheit
17 Drehkreuz
18 Kolben-Zylinder-Einheit
19 Achse
20 Achse
21 Drehkranzring
22 Drehkranzring
23 Flansch
24 Flansch
25 Kugelreihe
26 Verzahnung
27 Ritzel 1 undercarriage
2 caterpillars
3 turnstile
4 superstructures
5 driver's cab
6 housing
7 outriggers
8 arm
9 arm
10 axis
11 piston-cylinder unit
12 excavator bucket
13 piston-cylinder unit
14 bearing block
15 swivel axis
16 piston-cylinder unit
17 turnstile
18 piston-cylinder unit
19 axis
20 axis
21 slewing ring
22 slewing ring
23 flange
24 flange
25 row of balls
26 gearing
27 sprockets

Claims

1. Excavator with an undercarriage equipped with wheels or chains ( 1 ) and an upper structure ( 4 ) arranged thereon as a carrier for the drive units and the driver's cab ( 5 ) and on the upper structure ( 4 ) an at least two-armed boom ( 7 ) is articulated is, at the free end of an implement, for example an excavator shovel ( 12 ) is articulated, wherein the upper axle-side pivot axis ( 15 ) of the two-arm boom ( 7 ) carried by a bearing block ( 14 ) is at right angles to the pivoting plane of this boom ( 7 ) and preferably the superstructure ( 4 ) can be rotated through 360 ° relative to the undercarriage ( 1 ) by means of a rotating ring ( 3 ) provided between them, and the bearing block ( 14 ) with the upper axle-side swivel axis ( 15 ) of the boom ( 7 ) by one in the swivel plane the cantilever arms ( 8 , 9 ) lying, at right angles to the pivot axis ( 15 ), horizontal axis ( 20 ) is rotatably mounted, characterized in that the position rbock ( 14 ) with the upper-side swivel axis ( 15 ) of the boom ( 7 ) is part of a horizontal axis of rotation ( 20 ) pointing to the turntable ( 17 ) and this turntable ( 17 ) with the horizontal rotation axis ( 20 ) is a centrally located hydraulic system - Has rotary union on which the hose lines for acting on the piston-cylinder units ( 11 , 13 , 16 ) for the actuation and adjustment of the arms ( 8 , 9 ) of the boom ( 7 ) or of the implement ( 12 ) are closed.

2. Excavator according to claim 1, characterized in that the slewing ring ( 17 ) about a horizontal axis ( 19 ) is pivotally connected to the superstructure ( 4 ).